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METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA

METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA. Dr. Carlos Benítez Franco. Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosfera. GLUCOSA. ENERGIA SOLAR. O2. CELULAS FOTOSINT. CELULAS HETEROTR. H2O. CO2. METABOLISMO BIOENERGETICA. REACCIONES : -CATABOLICAS

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METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA

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  1. METABOLISMO Y BIOENERGETICA DE LA ACTIVIDAD FISICA Dr. Carlos Benítez Franco

  2. Ciclo del Carbono y el Oxígeno en la biosfera GLUCOSA ENERGIA SOLAR O2 CELULAS FOTOSINT. CELULAS HETEROTR. H2O CO2

  3. METABOLISMO BIOENERGETICA REACCIONES: -CATABOLICAS -ANABOLICAS -ANFIBOLICAS -EXERGONICAS -ENDERGONICAS -EXOTERMICAS -ENDOTERMICAS SISTEMAS: -AN. ALACT. O FOSFAGENO -AN. LACT. O GLUCOLITICO -AEROBICO U OXIDATIVO LEYES DE LA TERMODINAMICA

  4. ENZIMAS APOENZIMA -IONES: Mg++Mn++Cu++ Zn++Na+K+ -COENZIMAS: FAD-FMN (B2) NAD-NADP (PP) CoA (Ac.Pantot.) -GRUPOS PROST: HEM (Catal) HOLOENZIMA COFACTOR ENZIMATICO APO COF

  5. PROCESOS REDOX METABOLISMO INTERMEDIO SINTESIS=ANABOLISMO DEGRADAC.=CATABOLISMO -ATP + -NADH+H+ -NADPH+H+ -FADH2 -FMNH2 -NAD+ -NADP+ -FAD+ -FMN+ COENZ. REDUC. COENZ. OXIDAD

  6. FASES DEL METABOLISMO PROTEINASPOLISACARIDOSLIPIDOS FASE I AMINOAC. HEX.-PENTOS. AC.GR.- GLIC FASE II PIRUVATO ACETIL CoA FASE III (ANFIB.) KREBS FOSF.OXID TR.. ELECTR ADP+Pi ATP O2 NH3 H2O CO2

  7. CICLO DEL ATP - ADP CO2 O2 H2O COMB. CATABOLISMO ADP ATP TRABAJO MECANICO Pi TRABAJO DE TRANSP. Pi TRABAJO DE BIOSINT. Pi

  8. METABOLISMO DE LOS FOSFAGENOS ATP 6 µmoles/g músculo CP 20 µmoles/g músculo ATPASA 1) ATP + H2O ADP + Pi + E (46KJ) 2) ADP + PC ATP 3) ADP + ADP ATP + AMP 4) C + Pi PC (en reposo) CPK AK

  9. CONTENIDO DE ATP Y CP EN EL CUADRICEPS HUMANOmg por 100 g de músculo (peso seco)

  10. ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA FOSFÁGENO • INCREMENTO DE LA CONCENTRACION MUSCULAR DE ATP-CP • AUMENTO DE LAS ENZIMAS CPK Y MK • INCREMENTO DE LA FUERZA MUSCULAR • MEJORAMIENTO DE LA HABILIDAD Y COORDINACIÓN (> GASTO ENERGÉTICO)

  11. METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS HEPATOCITO + GLUCOGENO INS - INS GLUCAG CATECOL - 3 4 • 1) GLUCOLISIS • 2) GLUCONEOGENESIS • 3) GLUCOGENOGENESIS • 4) GLUCOGENOLISIS • 5) GLUCOGENESIS + GLUCAG. GLUCOSA GLUCAG CATECOL STH + + 5 1 INS - 2 INS PIRUVATO LACT ATP

  12. GLUCOLISIS D-GLUCOSA PIRUVATO AC.LACTICO LACTATO + H+ CHO HCOH HOCH HCOH HCOH CH2OH COOH C= O CH3 COOH HOCH CH3 COOH- + H+ HOCH CH3 L- Isomero fisiológico pK= 3,9 disociado a pH=7

  13. Control de la Glucólisis MUSC. HEP. Y MUSC. -EXOKINASA KM: 100µM -GLUCOKINASA KM: 10 mM INSULINA A) ENZIMAS LIMITANTES B) DISPONIBILIDAD DEL SUSTRATO + ADP - Pi - AMP CITR. - ATP - AGCL -PFK -PIRUVATOKINASA [GLUCOSA] p: 5 mM INSULINA + -PIRUV.DH -LDH (> actividad) AEROBICA ANAEROBICA

  14. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA VELOCIDAD DE CAPTACION DE GLUCOSA 1) AUTORREGULACION DE GLUCOSA PLASMATICA: > O < 150 mg % 2) > [AGL]: AYUNO : < VELOC. CAPT MUSC. CARDIACO Y ESQUEL. (EF. RANDLE) PARA EVITAR DEFICIT CEREBRAL 3) TRAB. MUSCULAR: > VELOC. DE CAPT. MUSC. CARDIACO Y ESQUEL. (NO DEPENDIENTE DE INSULINA) 4) EF. HORMONALES: - INSULINA: > VEL.CAPT. MUSC. Y ADIP.(DIRECTAM) Y HEPAT. (IND.) -GLUCOCORT.: < CAPT. EN TEJ. PERIF. EF. PERMIS. SOBRE LIB. AGL (EF. RANDLE) + GLUCONEOG. (EF. PPAL.) -CATECOL.: < CAPT. GLUC. > LIBER. AGL (EF. RANDLE) > PROD.HEPAT -STH: EF. BIFASICO: AGUDO: SIMIL INS. CRONIC (ACROMEG.): < CAPT < SENS INSUL > LIB AGL (DBT II)

  15. Gluconeogénesis 1 3 6 GLUC. G 6 P F 6 P F 1-6 DIP PEP PIRUVATO - INSUL GLUCAG G 6 PASA F 1-6 DIPASA PEPCK + - - + OA INSULINA GLUCAGON CATECOL. GLUCOC. + ASP MAL. ASP MAL. OA P C PIRUVATO

  16. GLUCAG(HEP) ADR.(MUSC) (RTA. L.) 4 AM Pc 5’ AMP METAB. DEL GLUCOGENO + PDE FKi + INSULINA PK A + - GSF GLUCOGENO GLUCOSA- 1 P GLUCOSA- 6 P GLUCOSA P FKa P activa inactiva b inact A aciva UDP-GLUC GSK P FF UDP PIRO F GLUCOGENO SINTASA GLUCOGENOFOSFORILASA + FOSFOGLUCO MUTASA [CA++] (RTA. RAP.) GLUCOSA - 6 FOSFATASA GLUCOKINASA EXOKINASA + - - + GLUCAGON INSULINA

  17. Efectos del entrenamiento sobre el sistema glucolítico • - > ACT. FOSFORILASA Y EXOKINASA • - < ACT. LDH • - = O > ACT. PFK • - > SENSIB. BETA ADREN. • - > DEPOS. DE GLUCOG. • - CAMBIO DE LA CURVA DE POT. Y CAP. GLUCOL. • - DESPLAZ. DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA • - > CAPAC.OXIDATIVA CARDIACA DE LACTATO • - > CAPAC. ACLARAM. HEPATICO DE LACTATO • (> ENZ. GLUCONEO, > VMC, = Q HEPAT.) • - > ACLARAM. RENAL DE LACTATO • > ACLARAM. MUSC. INACTIVOS DE LACTATO • -> [P- Y CH3O-] muscular (>amortiguación) • -> [LACT] musc. y sang. Y > TOLERANCIA • - > FUERZA MUSCULAR

  18. ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO AEROBICO • CARDIOVASCULARES • RESPIRATORIAS • SANGUÍNEAS • MUSCULARES • DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS • METABÓLICAS

  19. ADAPTACIONES DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS > CONCENTRACIÓN GLUCÓGENO > CONTENIDO ENZ. GLUCOLÍTICAS > UTILIZACIÓN EN EJERCICIO > CONTENIDO TGIM: HASTA 1,8 VECES > CONTENIDO PTAG Y CARNITINA TRANSLOCASA > ACTIV. ENZ. LIPOLÍTICAS (LHS Y LPL adip: 70 %) > CAPAC. LIBER. AGL DEL ADIPOCITO > ACT. ENZ. BETAOXIDATIVAS (TIOLASA) > CAPACIDAD OXIDATIVA AGL: 30 % > UTIL. DE AGL CON AHORRO DE GLUCÓGENO < [LEPTINA] P : FACTOR DE SACIEDAD > ACTIV. ENZ. QUE OXIDAN LEUCINA h/ ACETIL-CoA > ACTIV. ALANINA PIRUVATO TRANSAMINASA < CATAB. DE A.A. (< NH4 - < UREA - < OXID. AA) GLUCÓGENO GRASAS PROTEÍNAS

  20. + + - LEPTINA Y EJERCICIO SACIEDAD RTA. INMUNE LIB.FACT.CRECIM. DESARR. SEXUAL LIB.CORTISOL CATECOLAM. HIPOTÁLAMO R Ob-R R BETA3 LEPTINA PLASMÁTICA LEPTINA TEJIDO ADIPOSO + R BETA3 -FNT -OBESIDAD LEPTINA PLAQUETAS -EJERCICIO -DIETA HIPOC. -PERD. PESO LEPTINA = SACIEDAD AGREGACIÓN

  21. ADAPTACIONES SANGUÍNEAS • INCREMENTO ABSOLUTO DEL VOLUMEN SANGUÍNEO, PLASMÁTICO Y DE LA HB. • AUMENTO DEL VOLUMEN INDIVIDUAL Y LA CANTIDAD TOTALDE ERITROCITOS • DISMINUCIÓN DEL HTO Y HAPTOGLOBINA • DISMINUCIÓN DE FE++, TRANSFERRINA Y FERRITINA • AUMENTO DEL 2-3 DPG • AUMENTO DE RETICULOCITOS POR EPO Y STH • DISMIN.DE FUNCIÓN LEUCOCITICA CON INCREMENTO DE CELULAS NK • DISMINUCIÓN DE LOS MECAN. HEMOSTÁTICOS

  22. ADAPTACIONES MUSCULARES • CAMBIOS EN LOS SUBTIPOS DE FIBRAS SIN CAMBIOS EN LOS PORCENTAJES • HIPERTROFIA DE FIBRAS ST • AUMENTO DE CAPILARES h/10-15% • AUMENTO DE MIOGLOBINA h/ 80% • CAMBIOS EN LA FUNCIÓN MITOCONDRIAL (> TAMAÑO 35 % > No 15 %) • INCREM. ENZ. OXID. (CT-CS-SDH-MDH) • INCREM. QO2 h/ 2,7 VECES (h 4 l/h/g)

  23. OTRAS ADAPTACIONES METABÓLICAS • DESPLAZAMIENTO DE LA CURVA DE LACTACIDEMIA, DEL UMBRAL LACTICO Y DE LA CAPACIDAD MÁXIMA DE ACUMULACIÓN DE LACTATO • CAMBIOS EN LA RELACIÓN DE INTERCAMBIO GASEOSO: R= VCO2/VO2, EN ESFUERZO SUBMÁXIMO ( ) Y MAXIMO ( ) POR > UTIL. DE AGL • INCREM. DE LA DIFER. ARTERIO-VENOSA DE O2 • CAMBIOS EN VO2 MAX. EN EJERC. SUBMAX. ( ) Y MÁXIMO ( ) • CAMBIOS EN LAS ENZIMAS PRESENTES EN LA SANGRE (CPK-LDH-ALDOLASA- GOT-GPT) Y DE OTROS COMPON.

  24. RESISTENCIA AEROBICA CORTA MEDIA LARGA 3-10’ 10-30’ > 30’ FACTORES FISIOLOGICOS QUEDETERMINAN LA CAPACIDAD AEROBICA

  25. FACTORES FISIOLOGICOS PARA LA PERFOMANCE DE RESISTENCIA E. COYLE CAPACIDADES DE PERFOMANCE 1) r: 0,97 2) r: 0,94 3) r: 0,91 CAPACIDADES FUNCIONALES 5) r: 0,59 4) r: 0,89 6) r: 0,54 COMPONENTES MORFOLOGICOS

  26. ADAPTACIONES AL ENTRENAMIENTO DEL SISTEMA OXIDATIVO - > CONCENTRACION Y ACTIV. ENZ. OXIDATIVAS MUSC. - > NRO CRESTAS, TAMAÑO Y CANT.MITOCONDRIAL - > DEPOSITO DE LIPIDOS Y GLUCOGENO INRACELULAR - > CAPILARIZACION MUSCULAR Y > VMC - < ACT. DE LA ENZ.2-OXOACIDO DH (AHORRO DE AA) - < CATAB . DE AA: < PROD. NH4 - < PROD. UREA - < OXIC. AA - MEJOR CAPACIDAD BUFFER PROTEICA (Hb) Y PLASMATICA - > USO DE LIP. COMO COMB. CON < ACT. GLUCOLITICA: EN REPOSO , EN EJERC.MOD., EN RECUP.: 1) > USO TG IM c/ < [AGL] PLASM. 2) > MOVIL. TG TEJ. ADIPOSO: POR > SENSIB. BETA ADR. EN ESF. Y > [CATEC.] Y < [INS] EN REPOSO - < [LACT] c/ >VEL. U.L. -DIFERENCIAS GENETICAS?

  27. TRANSICION AEROBIA - ANAEROBIA U. AER. U. ANAER. FASE 1 VE FEO2 FECO2 =LACTATO PRED. ST I FASE 2 VE FEO2 FECO2 LACTATO FASE 3 VE FEO2 FECO2 LACTATO PRED. FT II 40-60% VO2 MAX 70-90% VO2 MAX

  28. FENOMENOS CONCOMITANTES PARA LA APARICION DEL UMBRAL ANAEROBICO A) FENOMENOS METABOLICOS -VO2 -VCO2 -CO3- HB - ANHIDRASA CARBONICA -GLUCOG.-GLUC.- PIRUVATO - LACTATO -ATP - ENZ. OXIDATIVAS - ENZ. GLUCOLITICAS B) FENOMENOS CARDIORESPIRATORIOS -FC - VS - VMC -VE - VE/VO2 - VE/VCO2 -PETO2 - PETCO2 -R -Regul. Resp: 1) SNC: corteza, bulbo 2) M.R. cv. o pulm. 3) Q.R. c. y p. 4) R. termicos C) FENOMENOS NEUROMUSCULARES -FIBRAS ST (I) VT1 -FIBRAS FT (II) VT2 D) FENOMENOS NEUROENDOCRINOS -PICO DE CATECOLAMINAS

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